多色矢量高斯-谢尔模型光束的焦移和焦开关

从交叉谱密度矩阵的传输公式出发，对多色矢量高斯-谢尔模型（GSM）光束的焦移和焦开关作了详细的研究.插入偏振片之前，多色矢量高斯-谢尔模型（GSM）光束通过硬边光阑透镜分离光学系统后，有焦移，但无焦开关；而插入偏振片之后，会出现焦开关.改变偏振片的旋转角度可以控制焦开关的特性.     

光谱开关与多色光场的奇点光学效应

推导出多色高斯光束和高斯-谢尔模型光束通过杨氏实验双缝传输的谱强度公式.对完全空间相干光和部分空间相干光照明杨氏实验装置出现的光谱开关作了详细研究,并判断其是否属于奇点光学效应. 结果表明：多色场奇点光学效应的判据应当是光谱开关出现时的谱强度极小值S_min=0,而不是总光强极小值I_min=0. 当用多色高斯-谢尔模型光束照明杨氏实验装置时,在近场和远场产生的光谱开关都不属于奇点光学效应. 当用多色高斯光束照明杨氏实验装置时,只有远场产 关键词： 光谱开关 奇点光学效应 完全相干和部分相干 多色光场     

光场的非傍轴性对光谱移动和光谱开关的影响

利用瑞利衍射积分公式，推导出多色高斯光束被硬边光阑衍射后光谱的解析公式，傍轴近似的光谱公式可作为特例得到.着重研究了束腰宽度与中心波长之比w₀/λ₀和截断参数δ对光谱移动和光谱开关的影响.结果表明，只有当w₀/λ₀和δ满足一定条件时，傍轴近似结果才与非傍轴结果一致.光场的非傍轴性会引起光谱移动不同和产生光谱开关的临界位置变化. 关键词： 非傍轴光场 高斯光束 光谱移动 光谱开关     

光束通过硬边光阑光学系统变换的改进算法

 使用傅里叶级数与有限个复高斯函数之和的乘积作为硬边光阑的窗口函数的近似式，提出了含硬边光阑近轴ABCD光学系统对光束变换的改进算法。以高斯光束的变换为例，推导出了一个表示为初等函数之和的近似解析传输公式。给出了数值计算结果，并与直接积分Collins公式和使用Wen方法的结果作了比较。研究表明，改进算法能兼顾计算精度和机时，并能用于远场和近场。而使用Wen方法时，在近场（小于0.12倍菲涅尔距离）有明显误差。     

The influence of nonparaxiality on the spectral behavior in Young's experiment illuminated by partially coherent light

Starting from the Rayleigh--Sommerfeld diffraction integral, this paper studies the spectral behavior in Young's experiment illuminated by nonparaxial partially coherent light and compares with the paraxial case, where the influence of nonparaxiality of partially coherent light on the spectral shifts and spectral switches is stressed. It is shown that there is a spectral shift in the nonparaxial case relative to the paraxial one and the critical position changes, at which the spectral switch occurs. The ratio of the waist width to the central wavelength w₀/λ₀ and relative spatial correlation length \De affect the spectral difference. The smaller w₀/λ₀ is, the larger the difference between the nonparaxial and paraxial results appears. The effect of relative spatial correlation length Δ is relatively small.     

Effect of astigmatism on spectral switches of partially coherent beams

A detailed study of the spectrum of partially coherent beams diffracted at an astigmatic aperture lens is performed. Considerable attention is paid to the effect of astigmatism on spectral switches of polychromatic Gaussian Schell-model beams. It is shown that the spectral switch can also take place in the vicinity of intensity minimum in a geometrical focal plane for the astigmatic case, but the astigmatism of the lens and the spatial correlation of the beam affect the critical position u_c, spectral minimum S_{min}, and transition height Δ of spectral switches.     

有球差多色高斯光束衍射引起的光谱开关

从空间频率域交叉谱密度函数的传输公式出发，推导出有球差多色高斯光束被硬边光阑衍射 后轴上光谱的解析公式，无像差的结果作为本公式的特例.对所得公式作了详细的数值计算 和物理分析.结果表明，球差高斯光束被硬边光阑衍射后近场的光谱与无像差时比较 有蓝移、红移，也会出现光谱开关.着重分析了球差对光谱开关的影响. 关键词： 现代光学 光阑衍射 光谱开关 球差 多色高斯光束     

部分空间相干光束在非Kolmogorov湍流大气中的有效曲率半径

激光在湍流大气中的传输有重要的理论研究和实际应用意义.以高斯-谢尔模型(GSM)光束作为部分空间相干光的典型例,基于非Kolmogorov谱和广义惠更斯-菲涅耳原理, 推导出GSM光束在非Kolmogorov湍流中的有效曲率半径的解析表达式. 重点研究了湍流参数(包括广义指数α,内尺度l₀,和外尺度L₀) 和传输距离z分别对GSM光束有效曲率半径的影响.结果表明, 有效曲率半径R_x(z)随α和z增加先减小然后再增大, 随L₀的减小而增大(3.6<α< 4),随l₀的增加而增大.并对结果做了物理解释.